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Examen du second semestre classe de philo, juin 2003

Physique

Consignes : La durée de l’examen est de 2 heures

                   L’usage du document est interdit et le silence est absolu.

Placez le nombre de la colonne A à coté de la lettre correspondante de la colonne B (10 pts)

Colonne A

Colonne B

1.        Capacitance

2.        Quadrature avance

3.        Puissance apparente

4.        Résonance

5.        Circuit bouchon

6.       

7.       

8.       

9.       

10.     Décalage horaire

a)       ( ) Réactance d’un condensateur

b)       ( ) Produit de la tension efficace aux bornes d’un alternateur par l’intensité efficace du courant.

c)       ( ) Déphasage entre l’intensité d’un courant alternatif et la tension, prise comme référence, aux bornes d’un condensateur.

d)       ( ) Avance de 45o

e)       ( ) Une inductance pure et une capacité montées en dérivation et choisies de façon que le courant dans le circuit soit d’intensité nulle.

f)        ( ) Temps correspondant à un déphasage

g)       ( ) L’inverse du produit de la capacité d’un condensateur par la pulsation du courant alternatif.

h)       ( ) Phénomène qui se produit dans un circuit R – L – C, en série ou en parallèle, où les effets de la bobine sont compensés exactement par ceux du condensateur.

i)        ( ) Impédance d’un circuit R – L – C

j)        ( ) Impédance d’une bobine réelle

k)      ( ) Réactance d’un circuit R – L – C série

l)        ( ) Impédance d’une inductance pure

m)   ( ) Réactance d’une bobine pure 

 

II- Compléter les phrases suivantes : (10 pts)

1.       L’inverse de l’impédance est _____________________

 

2.       L’inverse de la susceptance est ___________________

 

3.       Le facteur de puissance pour circuit comprenant une bobine résistive en parallèle avec une résistance est ________________________

 

4.       Pour un circuit comprenant une résistance inductive en parallèle avec un condensateur la condition de résonance peut être IC = _________________________

 

5.       Dans un circuit comprenant une résistance inductive et un condensateur en  parallèle, le circuit est inductive quand on : IbSin __________________IC 

 

IV- Traiter les deux questions suivantes : (20pts)

 

1.                   Démonter la formule de Thomson donnant la fréquence de résonance pour un circuit RLC en résonance pour un circuit RLC en série.

 

2.                    Démontrez que pour un circuit contenant une bobine résistive et un condensateur la condition de résonance est donnée par :    

 

III- Encercler la lettre correspondant à la bonne réponse. (10 pts)

1. Dans un circuit parallèle RC, le courant dans la branche résistive est d 1 A efficace et dans la branche capacitive est aussi de 1 A efficace. Le courant efficace total est :

a) 1 A                                                  b) 2 A

c) 2.28 A                                             d) 1.414 A

 

2. Dans un circuit parallèle RL, un courant de 2 A efficace traverse la branche résistive et un courant de 2 A efficace traverse a branche inductive. Le courant efficace total est :

a) 4 A                                                    b) 5.656 A

c) 2 A                                                    d) 2.828 A

 

3. Dans l’étude de circuit d’élément en série, une bobine résistive est équivalente à :

a) une self pure                                       b) une résistance pure

c) une résistance inductive                     c) aucune des réponses

 

4. Dans un circuit contenant une résistance inductive en parallèle avec un condensateur, l’intensité totale :

a) est toujours en retard sur la tension     

b) est toujours en avance sur la tension

c) est toujours en phase avec la tension

d) peut être en phase avec la tension.

 

5. Dans un circuit contenant une résistance inductive en parallèle avec une résistance, l’intensité totale du courant :

a) est en avance de phase sur la tension

b) est en retard de phase sur la tension

c) peut être en phase avec la tension

d) Peut être nulle

V- Résoudre les deux problèmes ci – dessous. 

Problème I (20 pts)

Soit une portion de circuit comprenant une self pure (bobine pure) et bobine résistive disposées en parallèle.

a)      Faites le schéma du circuit.

b)      Calculez le courant total de l’ensemble du circuit. (en donnant le diagramme de Fresnel)

c)      Quel est l’angle de déphasage total de l’ensemble ?

 

Problème II (30 pts)

Une bobine de R = 80  et d’inductance L = 80 mH est parcourue par un courant sinusoïdal de fréquence f.

a)      Calculez la valeur de f pour que le facteur de puissance soit de 0.8.

b)      On veut ramener le facteur de puissance à 0.95 ; calculez la capacité du condensateur qu’il faut placer en série avec la bobine pour obtenir ce résultat.

La bobine et le condensateur sont placés en série aux bornes d’une source alternative : .

Calculez en utilisant la plus petite valeur de la capacité :

a)      l’intensité du courant dans le circuit

b)      les tensions aux bornes de la bobine et du condensateur.

La bobine est maintenant monté en parallèle aux bornes d’un autre condensateur de capacité inconnue. Calculez cette capacité sachant que l’intensité du courant principal est en retard de 15o par rapport à la tension u.

 

 

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